| 【中文题名】 | GPS接收机数字基带信号处理算法研究 |
| 【英文题名】 | The Processing Arithmetic Research of Digital Baseband Signals in GPS Receiver |
| 【学科专业】 | 通信与信息系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-11-1 |
| 【中关键词】 | GPS接收机,基带,CA码捕获,DLL,PLL, |
| 【英关键词】 | GPS receiver,the baseband,the capture of the C/A code,DLL,PLL, |
| 【分类导航】 | 工业技术>无线电电子学、电信技术>无线电设备、电信设备>接收设备、无线电收音机>接收机：按形式分>一般性问题 |
| 【论文摘要】 | 全球定位系统(GPS)作为新一代的卫星导航定位系统，经过二十多年的发展，已发展成为一种被广泛采用的系统。GPS应用的关键在于其接收设备，而捕获跟踪环路是接收机设计的关键部分，同时也是GPS接收机的技术难点。它包含码捕获和跟踪环路与载波跟踪环路两部分。GPS信号接收机搜索、捕获和跟踪伪随机码及对其所传送的导航电文的解调，这是GPS信号接收机测量GPS信号的工作基础。本论文的主要研究任务是针对GPS接收机，从数字基带信号解扩解调的角度，建立相应同步环路的数学模型来分析GPS接收机基带数字信号处理算法以及DDLL测量伪距的特性等。主要包括以下几个方面的内容：首先对论文的研究背景进行了简述，简要介绍了GPS系统和GPS信号接收机的相关知识背景；介绍了锁相环的基本理论；为后续章节做准备。然后通过数学建模的方法系统分析了一般GPS接收机中的C／A码捕获算法和跟踪方法以及载波同步算法。对C／A码的快速捕获法进行了一定程度的探讨；分析了3阶DLL跟踪环和PLL跟踪环的测量误差并给出了仿真结果。最后给出了一个GPS接收机从数字中频GPS信号模拟产生到AD采样输入到定位结果输出的完整数据运算过程的仿真实验，在MATLAB环境下完... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-6 |
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目录 |
6-9 |
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第一章 引言 |
9-12 |
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1.1 选题依据及研究意义 |
9 |
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1.2 课题的国内外研究现状 |
9-10 |
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1.3 本文的主要研究内容 |
10-12 |
|
第二章 GPS信号接收机简介 |
12-19 |
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2.1 GPS系统 |
12-13 |
|
2.2 GPS信号接收机 |
13-18 |
|
2.2.1 概述 |
13 |
|
2.2.2 硬件GPS信号接收机架构 |
13-14 |
|
2.2.3 软件GPS信号接收机架构 |
14-15 |
|
2.2.4 GPS信号接收机的工作原理 |
15-17 |
|
2.2.5 GPS观测量及其测量 |
17-18 |
|
2.3 本章小结 |
18-19 |
|
第三章 锁相环的基本原理 |
19-24 |
|
3.1 引言 |
19 |
|
3.2 锁相环的基本原理 |
19-23 |
|
3.2.1 一阶锁相环 |
20-21 |
|
3.2.2 二阶锁相环 |
21-22 |
|
3.2.3 数字锁相环 |
22-23 |
|
3.3 本章小结 |
23-24 |
|
第四章 GPS接收机中C/A码的捕获 |
24-45 |
|
4.1 引言 |
24 |
|
4.2 PN码捕获算法 |
24-29 |
|
4.2.1 PN码捕获算法研究概况 |
24-26 |
|
4.2.2 相干扩频通信的PN码捕获算法 |
26-29 |
|
4.3 C/A码的多普勒效应 |
29-30 |
|
4.4 影响C/A码捕获的几个主要因素 |
30-31 |
|
4.4.1 最大电文长度 |
30-31 |
|
4.4.2 频率步长 |
31 |
|
4.5 C/A码捕获分析 |
31-35 |
|
4.5.1 概述 |
31-33 |
|
4.5.2 单次试验(二进制)判决 |
33-34 |
|
4.5.3 搜索检测器 |
34-35 |
|
4.6 C/A码的捕获方法 |
35-41 |
|
4.6.1 弓}言 |
35-36 |
|
4.6.2 时域滑动相关法 |
36-38 |
|
4.6.3 循环相关捕获法 |
38-39 |
|
4.6.4 延迟与累积捕获法 |
39-41 |
|
4.6.5 精细频率分辨率估计 |
41 |
|
4.7 C/A码快速捕获技术研究 |
41-44 |
|
4.7.1 时域滑动相关法的仿真实现 |
41-44 |
|
4.7.2 C/A码快速捕获技术研究 |
44 |
|
4.8 本章小结 |
44-45 |
|
第五章 GPS接收机中C/A码跟踪 |
45-62 |
|
5.1 引言 |
45 |
|
5.2 延迟锁定环特性 |
45 |
|
5.3 DLL基本原理 |
45-50 |
|
5.3.1 基本型 DLL跟踪 |
45-47 |
|
5.3.2 全时间非相干 DLL跟踪 |
47-50 |
|
5.4 GPS接收机中C/A码的跟踪 |
50-60 |
|
5.4.1 GPS已调信号解扩过程分析 |
50-52 |
|
5.4.2 利用锁相环跟踪C/A码 |
52-56 |
|
5.4.3 利用BASS方法跟踪C/A码 |
56-60 |
|
5.5 3阶DLL跟踪环测量误差 |
60-61 |
|
5.6 本章小结 |
61-62 |
|
第六章 GPS接收机中载波的同步 |
62-77 |
|
6.1 引言 |
62 |
|
6.2 Costas环原理 |
62-65 |
|
6.2.1 最大似然函数估计 |
62-64 |
|
6.2.2 载波跟踪环的最佳结构 |
64-65 |
|
6.3 GPS已调信号解调过程分析与仿真 |
65-67 |
|
6.3.1 Costas环解调过程分析 |
65-66 |
|
6.3.2 Costas环解调过程仿真 |
66-67 |
|
6.4 GPS接收机中载波跟踪环分析 |
67-70 |
|
6.4.1 锁相环 |
67-68 |
|
6.4.2 锁频环 |
68-69 |
|
6.4.3 Costas环 |
69-70 |
|
6.5 GPS接收机中PLL跟踪环性能研究 |
70-76 |
|
6.5.1 3阶PLL跟踪环测量误差 |
70-74 |
|
6.5.2 噪声对GPS信号解调性能影响 |
74-76 |
|
6.6 本章小结 |
76-77 |
|
第七章 软件GPS接收机基带数字信号处理算法实现 |
77-88 |
|
7.1 数字中频GPS信号生成 |
77-80 |
|
7.1.1 数学模型 |
77-78 |
|
7.1.2 仿真实现 |
78-80 |
|
7.2 基带数字信号处理算法实现 |
80-87 |
|
7.2.1 基带数字信号处理原理 |
80-81 |
|
7.2.2 C/A码捕获算法实现 |
81-83 |
|
7.2.3 码跟踪环路算法实现 |
83-84 |
|
7.2.4 载波跟踪环路算法实现 |
84-86 |
|
7.2.5 位同步 |
86-87 |
|
7.3 结果分析 |
87 |
|
7.4 结论 |
87 |
|
7.5 本章小结 |
87-88 |
|
结论及建议 |
88-89 |
|
致谢 |
89-90 |
|
参考文献 |
90-92 |
|
附录 |
92-93 |
|
攻读硕士学位期间发表的论文 |
93 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.346916 |
